ES2402461A1 - Motor magnético. - Google Patents

Abstract

Motor magnético. Comprende un yugo polar (9) de imán permanente que genera un campo magnético en el que se introduce una bobina (1) a la que se le aplica una corriente eléctrica continua en el momento de su introducción en el campo magnético, lo que provoca la atracción de la bobina (1) impulsándola dentro del mismo, produciéndose un desplazamiento que se transmite a un cigüeñal (5) a través de una biela (3). Comprende una fuente de alimentación (22) que aplica la tensión continua a la bobina (1) a través de una placa (23) que incorpora unos platinos (24) accionados por el cigüeñal y mediante los cuales se proporciona la corriente a la bobina (1). El motor evita el uso de combustible y además permite la recarga de la fuente de alimentación mediante un alternador.

Description

MOTOR MAGNÉTICO OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención, tal y como se expresa el enunciado de esta memoria descriptiva, tiene por objeto proporcionar un motor magnético cuya configuración y funcionamiento se basa en el empleo de un yugo polar de imán permanente que está dotado de un orificio en cuya vertical se dispone una bobina desplazable, a modo de pistón, que mediante una biela se une a un cigüeñal, para realizar un movimiento ascendente/descendente de la bobina sobre el orificio de forma que en el momento en el que la bobina desplazable se ubica en la entrada del orificio, se le aplica una corriente continua que provoca que el yugo polar atraiga la bobina al interior del orificio, produciendo el giro del cigüeñal.

La invención es aplicable en cualquier sector de la industria en el que se requiera el uso de un motor.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En el estado de la técnica son conocidos diferentes tipos de motores, entre los que uno de los más destacados es el motor de explosión, el cual, a través de los años, ha sido objeto de infinidad de modificaciones y mejoras, pero teniendo siempre como principal componente la explosión producida por combustible, que produce un impulso que origina el movimiento y la fuerza que llega a un cigüeñal a través de una biela.

En la presente invención se ha sustituido el impulso que produce la explosión por un impulso magnético que evita el uso de combustible.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Para conseguir los objetivos anteriormente indicados, la invención ha desarrollado un motor magnético que comprende uno o más conjuntos de elementos, en el que cada conjunto de elementos comprende un yugo polar de imán permanente constituido por un cuerpo dotado de un orificio

en el que se concentra la potencia de los polos de imán y en cuya vertical incluye una bobina desplazable, a modo de pistón. La bobina está unida a una biela que está dispuesta sobre un cigüeñal, para realizar un movimiento ascendente/descendente en dicho orificio. El movimiento es guiado mediante un medio de guiado de la bobina. Además comprende una placa que incluye un contacto de platinos, que son accionados por el movimiento del cigüeñal, y que están conectados a una fuente de alimentación de corriente continua para aplicar dicha corriente a la bobina de desplazamiento cuando ésta se encuentra en la entrada del orificio del yugo polar, de forma que en ese instante se produce la atracción de la bobina al interior del orificio del yugo polar, produciendo el giro del cigüeñal.

Los platinos están configurados para realizar el cambio de polaridad de la corriente aplicada a la bobina cuando ésta inicia el ascenso por el interior del orificio, lo que elimina el punto muerto que se produce al ascender la bobina, favoreciendo el giro del cigüeñal y consiguiendo

una

mayor fuerza y velocidad.

En

el caso en el que se utilicen una pluralidad de

conjuntos

con los elementos anteriormente indicados, se

prevé

el uso de una única fuente de alimentación de

corriente continua, para alimentar los platinos de cada una de las placas, mediante los cuales se alimenta a cada bobina.

En la realización preferente de la invención la bobina presenta una configuración tubular que se complementa con la configuración del orificio del yugo polar, el cual está determinado por un orifico anular concéntrico por el que se desplaza la bobina tubular sin rozamiento. Además, para realizar la refrigeración del yugo polar, se ha previsto que éste incluya un orifico central de refrigeración.

El cigüeñal, atraviesa al menos una bancada, en la que se fija y retiene mediante rodamientos que permiten su giro, de forma que la placa se fija sobre la bancada y es

atravesada por el eje del cigüeñal, el cual incluye una excéntrica en cuyo recorrido se disponen los platinos que al contactar con ellos provoca su desplazamiento realizando contacto, lo que determina la aplicación de la corriente continua a la bobina.

La placa es de material aislante de la electricidad e incluye una ranura abierta hasta uno de los laterales para permitir la introducción del cigüeñal a través de la placa, la cual además está dotada de sendas ranuras curvas ciegas para permitir regular la posición adecuada de la placa sobre la bancada, de forma que la excéntrica provoque el contacto de los platinos en el momento en el que la bobina se encuentra a la entrada del orificio anular del yugo polar.

El medio de guiado de desplazamiento de la bobina se materializa mediante una camisa de guiado en la que se incluye un soporte previsto para efectuar la conexión con los platinos, de modo que dicho soporte se encuentra conectado a la bobina mediante cables extensibles helicoidales y mediante resortes que favorecen el movimiento de desplazamiento de la bobina. Para favorecer el guiado de la bobina la camisa de guiado está dotada de

una

entrada de engrase y de retenes interiores para

mantener

dicho engrase, lo que favorece dicho

desplazamiento

y guiado de la bobina.

Respecto

a la fuente de alimentación de corriente

constante,

ésta está constituida por una pluralidad de

baterías conectadas en serie y seleccionables mediante un conmutador, cuya actuación determina un mayor o menor número de baterías seleccionado para aplicar diferentes tensiones a la bobina, y así realizar la regulación de la potencia a aplicar sobre las mismas. Además la salida del conmutador está conectada a un reostato de regulación de la velocidad de giro del motor. Dicho reostato ha de ser actuado para reducir la velocidad antes de aumentar la potencia, de modo que se eviten cambios bruscos en la

corriente de entrada a las bobinas. La fuente de alimentación de corriente constante se utiliza para alimentar las diferentes bobinas incluidas en el motor, y la regulación de potencia y de velocidad se efectúa de forma simultánea en todas ellas.

Además la invención prevé la disposición de un interruptor de alimentación para cada placa incorporada en el motor para alimentar independientemente cada placa incluida en el motor y realizar la puesta a punto del mismo posicionando la bobina en la entrada al orificio del yugo polar en el momento en que se produce la alimentación de la bobina, previa actuación de su interruptor, de modo que una vez regulada la posición correcta, se efectúa a continuación la fijación de la placa en la bancada.

Además los interruptores de alimentación de cada placa se actúan al poner en movimiento el cigüeñal lo que provoca el arranque del motor. Para ello el cigüeñal puede ser impulsado inicialmente mediante un motor de arranque que engrana con el motor, al igual que se efectúa convencionalmente con los motores de combustible, o mediante accionamiento manual.

Además el motor incorpora el correspondiente volante motor que ayuda al giro del cigüeñal.

También se prevé que las baterías puedan recargarse mediante un alternador de manera convencional.

El motor descrito evita el uso de combustible y funciona con pequeño consumo eléctrico, ya que la tensión aplicada a las bobinas se mantiene durante milésimas de segundo.

A continuación para facilitar una mejor comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante de la misma se acompañan unas figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la invención.

BREVE ENUNCIADO DE LAS FIGURAS

Figura l.-Muestra una vista frontal de un posible ejemplo de realización de la invención en el que se utilizan dos bobinas que sería el equivalente a dos

5 cilindros en los motores de combustible. Además muestra una realización del yugo polar de imán permanente empleado en el motor de la invención.

Figura 2.-Muestra una representación del esquema eléctrico del motor de la figura anterior.

1 O Figura 3.-Muestra una vista equivalente a la figura 1, pero para el caso en el que se utilizan cuatro bobinas en lugar de dos.

Figura 4.-Muestra una ejemplo de realización para el caso en el que se utilice una única bobina. 15 Figura 5.-Muestra el esquema de la fuente de alimentación de corriente continua del motor.

Figura 6.-Muestra una vista en perspectiva del motor montado según su aspecto final de acuerdo con lo representado en las figuras 1 y 2.

20 DESCRIPCIÓN DE LA FORMA DE REALIZACIÓN PREFERIDA A continuación se realiza una descripción de la invención basada en las figuras anteriormente comentadas. Tal y como ha sido indicado en la figura 1 se representa un motor en el que se utilizan dos bobinas 1

25 para su funcionamiento, que están unidas mediante un vástago 2 se unen a una biela 3 de forma articulada mediante un rodamiento 4. A su vez la biela 3 se une a un cigüeñal 5 a través de un rodamiento 6. Esta configuración permite efectuar el desplazamiento

30 ascendente/descendente de la bobina 1 para lo que dicho desplazamiento se guía mediante una camisa guía 7 que está dotada de una entrada de engrase 8 y de retenes interiores (no representados) para mantener su engrase y facilitar el desplazamiento ascendente/descendente de la bobina.

Más concretamente este guiado se efectúa sobre el vástago 2 de dicha bobina 1, de forma que dicho vástago 2 discurre por el interior de la camisa guía 7, que se fija en un soporte 45 a su vez fijado a un chasis 43.

En la vertical de cada bobina 1 se ha previsto un yugo polar 9 de imán permanente que está dotado de un orificio anular concéntrico 14 y de un orificio central de refrigeración 15 de manera que la bobina 1 presenta una configuración tubular que queda ubicada en correspondencia con el orificio anular concéntrico 14 del yugo polar 9, lo que determina que el desplazamiento ascendente/descendente de dicha bobina 1 se efectúe sobre el orificio anular concéntrico 10 y sin rozamiento sobre el mismo.

En base a la configuración descrita, se comprende fácilmente que si cuando la bobina 1 se encuentra en la entrada del orificio anular concéntrico 14, se aplica una corriente continua sobre la misma, ello determinará que el yugo polar 9, por el campo magnético que genera, produzca la atracción de la bobina 1 lo que impulsa su

desplazamiento

por el interior del orificio anular

concéntrico

10, produc iendo el giro del cigüeñal 5.

Además

cuando la bobina 1 inicia el ascenso por el

interior del orificio 14, se invierte la polaridad provocando la repulsión de la bobina 1, tal y como se explica más adelante, de forma que se elimina el punto muerto y se consigue una mayor fuerza y velocidad.

El motor está diseñado para que cuando una bobina se encuentre en la entrada del orificio 14, la otra esté en el fondo, de forma equivalente a los pistones de los motores de explosión, para facilitar el giro del cigüeñal.

Para aplicar la corriente continua a la bobina 1 está previsto que la camisa guía 7 esté dotada de un soporte 10 que está dotado de unos contactos 11 en los que se aplicará la corriente continua, de la forma que será descrita con posterioridad.

Dichos contactos 11 se unen a la bobina 1 mediante un

cable elástico helicoidal 12 y mediante un resorte 13 de forma que los cables elásticos helicoidales 12 permiten realizar el desplazamiento ascendente/descendente de la bobina anteriormente descrito, y los resortes 13 favorecen la recuperación de la posición de la bobina 1 a su posición en la que se encuentra en la entrada del orificio anular concéntrico 14.

El cigüeñal 5 se fija mediante bancadas 16, que a su vez están dispuestas en el chasis 43, y que son atravesadas por el cigüeñal 5 y a las que se fijan mediante rodamientos 17 que favorecen el giro del cigüeñal. En el ejemplo de realización de la figura 1 se utilizan tres bancadas 16, una central y dos extremas que permiten el correcto giro del cigüeñal 5. Los extremos del cigüeñal 5 se rematan mediante unos volantes 18 que favorecen el impulso y giro del cigüeñal 5.

Además uno de los extremos del cigüeñal 5 está dotado de una polea 19 que engrana con la polea 20 de un alternador 21 para realizar la recarga de unas baterías 22 mediante las cuales se general la corriente continua que se aplica a las bobinas.

Para realizar dicha alimentación de cada una de las bobinas 1, se prevé una placa 2 3 en la que se incorpora unos platinos 24 a los que se conectan las baterías 22 de acuerdo con el esquema de la figura 2, de modo que cada una de las placas 23 está fijada en el extremo de la bancada central 16 y es atravesada por el cigüeñal 5, para lo que las placas 23 están dotadas de una ranura abierta 25 que permite ubicar el cigüeñal 5 sobre la placa 23.

Además dicha placa 23 está dotada de dos ranuras curvas ciegas 26 a través de las cuales se efectúa la fijación y regulación de la posición de la placa 23 en la bancada 16 mediante tornillos 27.

Los platinos 24 se alimentan mediante condensadores protectores 28 y articulan en unos soportes basculantes 29

y además se prevén unos topes 31 separadores de la distancia de los platinos 24, los cuales están asistidos

por

resortes 30 estabilizadores del contacto 32 de los

platinos

24.

La

configuración descrita de las placas 23 permite

realizar el cambio de polaridad descrito anteriormente, para ello cuando la bobina 1 se introduce en el orificio anular concéntrico 14, los contactos 32 están dispuestos de forma que en la salida 42 se aplica una polaridad +/-a la bobina 1, y cuando se inicia el ascenso de la bobina 1, se cambia la polaridad de la salida 42 a -1+, evitando el punto muerto y favoreciendo el giro del cigüeñal 5.

El cigüeñal 5 está dotado en la zona en la que están dispuestos los platinos 24, de sendas excéntricas 33 dispuestas en posición diametralmente opuesta una a la otra al activar de forma alternada los platinos 24 de cada una de las placas 23, de forma que cada uno de dicho platinos 24 está conectado a la bobina 1 correspondiente, para lo que dichos platinos están conectados a las conexiones 11 del soporte 10.

El motor de la invención incorpora un amperímetro 34 que indica el consumo general del motor, e incluye dos voltímetros 35 indicadores del voltaje que llega a cada una de las bobinas 1, estando cada uno de dichos voltímetros 35 dotados de un interruptor 36 de alimentación de la bobina correspondiente. Además incorpora un voltímetro 37 de medida de la tensión de entrada al motor.

La conexión de la fuente de alimentación 22 se realiza mediante enchufes 38 y a través de un fusible de entrada general 39 cuya entrada es controlada por el voltímetro 37. También incorpora fusibles 44 de protección de las bobinas

l.

En la figura 5 se muestra el esquema de alimentación del motor en el que la fuente de alimentación 22 está constituida por una pluralidad de baterías montadas en serie que mediante un conmutador 40 se permite seleccionar el número de baterías que van a alimentar el motor, y en consecuencia la tensión que se va a aplicar a las bobinas, para regular la potencia del motor.

La conexión a las placas 23 se efectúa a través de un reostato 41 que permite regular la velocidad de giro del cigüeñal 5.

Para que el motor funcione correctamente, es preciso realizar en primer lugar su puesta a punto, para lo que los interruptores 36 se mantienen en la posición de desconexión, y a continuación con el conmutador 40 de la figura 5 se selecciona el voltaje más bajo, y se procede a la puesta a punto de una de las placas 23 de una bobina 1, para lo que se gira en sentido derecho el cigüeñal 5 tomando como referencia de giro su extremo del lado izquierdo y se sitúa en la parte más alta de la excéntrica 33 de forma que cuando la biela 5 inicia su bajada hacia la bobina empieza a introducirse en el orificio anular concéntrico 14 del yugo polar 9, momento en el cual la excéntrica 33 del eje del cigüeñal 5 hace que contacten los platinos 24 de la placa que alimenta a la bobina, la cual recibe en milésimas de segundo la corriente continua, lo que da lugar a que el campo magnético del yugo la introduzca dentro del mismo produciendo así el impulso. Todo este proceso se hace con la otra placa 23 desconectada y a continuación se fija la posición de la placa que se ha regulado y se realiza su desconexión mediante el interruptor 36 correspondiente a la placa 23 regulada.

Seguidamente se repite el proceso con la siguiente placa.

La puesta a punto de ambas placas se controla con los correspondientes voltímetros 35. Efectuada la puesta a punto de ambas placas 23, se gira el cigüeñal en sentido derecho y se comprueba que los voltímetros 35 reciben corriente y al seguir girando el cigüeñal, la corriente pasa del uno al otro sin coincidir nunca los dos al mismo

tiempo ya que las excéntricas del cigüeñal se encuentran dispuestas diametralmente opuestas.

Una vez efectuada la puesta a punto del motor, para realizar su puesta en marcha, se comprueba que los interruptores 36 y 39 se encuentran desconectados. A continuación el conmutador 40 de cambio de voltaje se sitúa en la posición en la que se seleccionan dos baterías, es decir 24 voltios teniendo en cuesta que cada batería tiene 12 voltios, y el reostato 41 se pone al máximo. A continuación se conecta el interruptor 39 y el voltímetro 37 indica la corriente seleccionada, luego se procede a la puesta en marcha, impulsando los volantes 18 que están en los extremos del cigüeñal 5, con un pequeño motor de arranque (no representado) o bien manualmente, y en el mismo sentido de giro que cuando se realizó la puesta a punto. Cuando los volantes 18 estén en movimiento, los interruptores 36 se ponen en posición de contacto lo que da lugar a la puesta en marcha del motor. Seguidamente se va aumentando el voltaje actuando el conmutador 4O, en cuya operación es necesario bajar el reostato de velocidad dos puntos para atenuar el cambio del voltaje, e inmediatamente hecho el cambio de voltaje, el reostato 41 hace de atenuador para evitar que se produzcan cambios bruscos en la entrada de corriente a las bobinas l.

Para realizar la parada del motor los interruptores 36 se ponen en la posición de desconexión, y los voltímetros 35 a medida que baja la velocidad de parada, van marcando un aumento de voltaje hasta igualarse con el voltímetro 37 de la entrada general, quedando los tres voltímetros señalando la misma tensión cuando está totalmente parado.

En la operación de parada, es donde se comprueba que la corriente que llega a las bobinas 1, no es la misma en voltajes a la que indica el voltímetro de entrada 37. En el momento de arranque del motor los voltímetros 36 y 37 marcan el mismo voltaje, e iniciado el impulso del motor, los voltímetros 35 van marcando un menor valor de tensión, ya que la corriente llega a las bobinas móviles a través del contacto de los platinos 24. Cabe señalar que a mayor velocidad, menor tiempo de contacto de los platinos 24, lo que da lugar a que la corriente se convierta en ciclos y en

5 consecuencia, su consumo sea menor.

En la figura 3 se muestra un ejemplo en cuatro bobinas 1, que favorecen el giro del cigüeñal. En la figura 4 sólo se emplea una única bobina, obviamente se puede emplear el número de bobinas 1 que se desee. Incluso en un motor

10 pueden activarse o desactivarse distintas bobinas, ya que su desplazamiento en el interior del orificio 14 no tiene rozamiento, es decir, por ejemplo se puede tener un motor de seis bobinas 1 y usar sólo cuatro o dos, según convenga.

Claims (11)

1. REIVINDICACIONES
2. 1.-MOTOR MAGNÉTICO, caracterizado porque al menos comprende: un yugo polar (9) de imán permanente constituido por un

   5 cuerpo dotado de un orificio (14) en el que se concentra la potencia de los polos del imán y en cuya vertical incluye, una bobina desplazable (1), a modo de pistón, unida a una biela (3) que está dispuesta sobre un cigüeñal (5),

   10 para realizar un movimiento ascendente/descendente en dicho orificio (14), un medio de guiado (10) del desplazamiento de la bobina

   ( 1) '

   una fuente de alimentación (12) de corriente continua de

   15 aplicación de una corriente eléctrica continua a una placa (23) que incluye un contacto de platinos (24), accionado por el movimiento del cigüeñal (5), para aplicar corriente continua a la bobina 1 cuando ésta se encuentra en la entrada del orificio (14), y atraer el

   2 O yugo polar ( 9) a la bobina (1) al interior de dicho orificio (14)produciendo el giro del cigüeñal (5).
3. 2.-MOTOR MAGNÉTICO, según reivindicación 1, caracterizado porque los platinos (24) están configurados para realizar el cambio de polaridad de la corriente

   25 aplicada a la bobina (1), cuando comienza su ascenso dentro del orificio (14), favoreciendo el giro del cigüeñal 5.
4. 3.-MOTOR MAGNÉTICO, según reivindicación 1, caracterizado porque la bobina (1) presenta una configuración tubular y el orificio el yugo polar (9) está

   30 determinado por un orifico anular concéntrico (14) por el que se desplaza la bobina tubular (1) ; contando el yugo polar (9) con un orificio central (15) de refrigeración del mismo.
5. 4.-MOTOR MAGNÉTICO, según reivindicación 1, 35 caracterizado porque el cigüeñal (5) se fija al menos a una

   bancada (16), a la que atraviesa y en la que se retiene mediante rodamientos (17) que permiten su giro; estando la placa (23) fijada sobre la bancada (16); y siendo atravesada por el cigüeñal (5) en el que incluye una excéntrica (33) de desplazamiento de los platinos (24) para producir su contacto.
6. 5.-MOTOR MAGNÉTICO, según reivindicación 4, caracterizado porque la placa (23) es de material aislante de la electricidad, e incluye una ranura abierta (25) en la que se introduce el eje del cigüeñal (5) e incluye sendas ranuras curvas ciegas (26) de regulación de la posición de la placa 23 en la bancada (16)
7. 6.-MOTOR MAGNÉTICO, según reivindicación 1, caracterizado porque el medio de guiado de desplazamiento de la bobina (1) está determinado por una camisa de guiado

   (7) en la que se incluye un soporte (10) de conexión de los platinos (24), estando dicho soporte (10) conectado a la bobina (1) mediante cables extensibles helicoidales (12) y mediante resortes (13) que favorecen el movimiento de la boina (1); e incluyendo la camisa de guiado (7) una entrada

   ( 8)

   de engrase y retenes interiores para mantener dicho

   engrase.

8. 7.

   MOTOR MAGNÉTICO, según reivindicación 1,

   caracterizado porque la fuente de alimentación (22) de corriente continua comprende una pluralidad de baterías seleccionables mediante un conmutador ( 4 O) que en función del número de baterías seleccionadas realiza la regulación de la potencia a aplicar; estando la salida del conmutador

   (40) conectada a un reostato (41) regulador de velocidad del giro del motor, cuya velocidad ha de reducirse antes de aumentar la potencia para evitar cambios bruscos en la corriente de entrada a la bobina.
9. 
   8.-MOTOR MAGNÉTICO, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende una pluralidad de conjuntos, cada uno de los cuales está

   constituido por un yugo polar ( 9) , bobina (1) , biela ( 3) , cigüeñal (5), un medio de guiado (10) del desplazamiento de la bobina y una placa (23)
10. 9.- MOTOR MAGNÉTICO, según la reivindicación 8,

    5 caracterizado porque comprende un interruptor (36) de alimentación de cada placa (23), para alimentar independientemente cada una de dichas placas 23 de alimentación de cada bobina (1) incluida en el motor, y para realizar la puesta a punto de dicho motor posicionando

    10 la bobina (1) en la entrada del orificio (14) del yugo polar ( 9) en el momento en el que se produce la alimentación de la bobina (1)
11. 10.-MOTOR MAGNÉTICO, según la reivindicación 9, caracterizado porque los interruptores (36) de alimentación 15 de cada placa (23) se actúan al poner en movimiento el cigüeñal ( 5) provocando el arranque al motor; siendo el cigüeñal (5) selectivamente impulsado en su movimiento inicial mediante un motor de arranque que engrana con el cigüeñal (5), y mediante accionamiento manual; e incluyendo

    
    20 el cigüeñal (5) volantes (18) de inercia.